JPH06204820A - Comparator circuit and method for comparing a pair of signals with each other - Google Patents

Comparator circuit and method for comparing a pair of signals with each other

Info

Publication number
JPH06204820A
JPH06204820A JP5260551A JP26055193A JPH06204820A JP H06204820 A JPH06204820 A JP H06204820A JP 5260551 A JP5260551 A JP 5260551A JP 26055193 A JP26055193 A JP 26055193A JP H06204820 A JPH06204820 A JP H06204820A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
pair
input signals
transistor
comparator circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5260551A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3574162B2 (en
Inventor
Geoffrey E Brehmer
ジェフリー・イー・ブレーマー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advanced Micro Devices Inc
Original Assignee
Advanced Micro Devices Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advanced Micro Devices Inc filed Critical Advanced Micro Devices Inc
Publication of JPH06204820A publication Critical patent/JPH06204820A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3574162B2 publication Critical patent/JP3574162B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/353Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/356Bistable circuits
    • H03K3/3565Bistables with hysteresis, e.g. Schmitt trigger

Landscapes

  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide an improved comparator circuit for generating a resulting digital output by comparing two input signals with each other. CONSTITUTION: This comparator circuit 10 uses a single cascode device and a current mirror circuit 22, which are connected in parallel with two differential amplifier stages 12 and 14. One of the stages 12 and 14 receives differential input signals, and the other receives a variable reference voltage and a feedback voltage from the output of the comparator 10. The reference voltage is changed according to a request from a user. The reference voltage can be changed to any voltage within the range of input signals given to the differential amplifier stage. The hysteresis differential voltage of the input differential amplifier stage can be controlled accurately, by changing a bias current given to the hysteresis differential amplifier stage and the reference voltage.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の分野】この発明は電子回路に関し、より特定的
には2つの入力信号を比較して結果の出力信号を生成す
るための比較器回路に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to electronic circuits, and more particularly to a comparator circuit for comparing two input signals to produce a resulting output signal.

【0002】[0002]

【関連技術の背景】2つの入力信号を比較するために用
いられる比較器回路は、よく知られている。非線形範囲
で動作するにあたり、比較器は入力電圧間の差に対応す
るディジタル出力電圧の情報を提供する。たとえば、非
反転入力にもたらされた入力電圧が反転入力にもたらさ
れた電圧より大きければ、比較的に大きい出力信号が生
成されるだろう。その反対に、非反転入力への入力電圧
が反転入力への入力電圧より低ければ、比較的低い出力
電圧が生成されるだろう。したがって、比較器は2つの
入力信号を比較してその比較に基づいたディジタル出力
を生成するべく機能する。
BACKGROUND OF THE RELATED ART Comparator circuits used to compare two input signals are well known. In operating in the non-linear range, the comparator provides information on the digital output voltage corresponding to the difference between the input voltages. For example, if the input voltage presented to the non-inverting input is greater than the voltage presented to the inverting input, then a relatively large output signal will be produced. Conversely, if the input voltage to the non-inverting input is lower than the input voltage to the inverting input, then a relatively low output voltage will be produced. Therefore, the comparator functions to compare the two input signals and produce a digital output based on the comparison.

【0003】ほとんどの比較器回路は動作の段を少なく
とも2つ含む。たとえば、典型的な比較器は動作の入力
段では差動増幅器または差動トランジスタ対を用い、出
力段では複数個の負荷/バッファを用いる。増幅器と負
荷回路とは、比較器のものと同じモノリシック回路で一
般的に生成される定電流源および電圧基準からバイアス
を受ける。比較器と同じシリコンチップ上に基準電圧装
置と定電流源とを集積化することにより、必要なパッケ
ージリードはより少なくなる、すなわち電力はチップの
外部から引き入れられる必要がなくなる。さらに、集積
化によって基板表面にわたって起こるかなり均一な処理
パラメータによる各構成要素の動作は確実に整合する。
Most comparator circuits include at least two stages of operation. For example, a typical comparator uses differential amplifiers or differential transistor pairs in the input stage of operation and multiple loads / buffers in the output stage. The amplifier and load circuit are biased from a constant current source and a voltage reference that is typically generated in the same monolithic circuit as that of the comparator. By integrating the reference voltage device and the constant current source on the same silicon chip as the comparator, less package leads are needed, ie no power needs to be drawn from outside the chip. Furthermore, the integration ensures that the behavior of each component with fairly uniform processing parameters across the substrate surface is consistent.

【0004】従来の比較器の多くでしばしば見られた問
題点は、比較器に給電する入力信号に対するノイズの有
害な影響である。たとえば、一方の入力がノイズのため
に他方の入力を僅かに超えても、出力は反対のディジタ
ル値に不注意でトリガされるかもしれない。入力信号の
ノイズにおける急速で僅かな揺らぎによって、出力を不
注意にトリガしてしまうことが急速に連続して起こるだ
ろう。入力のノイズにより引き起こされた比較器の出力
におけるそのような揺らぎの存在は、時折「チャター」
と呼ばれる。
A problem often encountered with many conventional comparators is the detrimental effect of noise on the input signal feeding the comparator. For example, if one input slightly exceeds the other due to noise, the output may inadvertently be triggered to the opposite digital value. Inadvertent triggering of the output by rapid and subtle fluctuations in the noise of the input signal will occur in rapid succession. The presence of such fluctuations in the output of the comparator caused by noise on the input is sometimes referred to as "chatter".
Called.

【0005】チャターの問題を克服しようと努めるにあ
たり、多くの比較器は比較器の出力から入力増幅器段に
かけてヒステリシスフィードバックループを使用する。
フィードバックヒステリシスループを用いる比較器回路
は、米国特許第4,670,671号で説明される。特
許第4,670,671号は、2つの別個の差動増幅器
を有し、一方の増幅器が比較器の出力からフィードバッ
ク情報を受け取り、他方の増幅器が入力信号を受け取
る、比較器回路を説明する。特許第4,670,671
号の装置により、一方の入力信号が他方の入力信号をヒ
ステリシス値だけ超えることがない限り出力は変化しな
いということが保証される。一方の入力のノイズのピー
クが他方の入力をヒステリシス値だけ超えることがない
限り、比較器の出力は不注意にトグルまたはチャタリン
グしてしまうことはない。
In trying to overcome the chatter problem, many comparators use a hysteresis feedback loop from the output of the comparator to the input amplifier stage.
A comparator circuit using a feedback hysteresis loop is described in US Pat. No. 4,670,671. US Pat. No. 4,670,671 describes a comparator circuit having two separate differential amplifiers, one receiving feedback information from the output of the comparator and the other receiving the input signal. . Patent No. 4,670,671
Device guarantees that the output does not change unless one input signal exceeds the other input signal by a hysteresis value. The output of the comparator will not inadvertently toggle or chatter unless the noise peak on one input exceeds the other input by a hysteresis value.

【0006】特許第4,670,671号の比較器は、
主に高速動作の間ヒステリシスフィードバックを提供し
つつ比較的少ない電力しか使わないように設計されてい
る。そのようなものとして、特許第4,670,671
号の各差動増幅器(フィードバック差動増幅器および入
力差動増幅器)は、1対のフィードバック電流ミラーま
たは負荷を必要とする。これらの負荷は少ない電力消費
で高速動作を提供するが、各負荷は正および負のドライ
バ回路と相互接続された3つのトランジスタを用いなけ
ればならない。別個の負荷およびドライバを含むこと
で、多数のトランジスタおよびそれに関連の相互接続ル
ーチングが必要となり、装置の複雑性は増すことにな
る。トランジスタとルーチングとを付加することは、モ
ノリシック装置を製造する際のコストを上げ、かつ装置
の信頼性を減じるだけである。
The comparator of Japanese Patent No. 4,670,671 is
It is primarily designed to provide relatively low power while providing hysteresis feedback during high speed operation. As such, Patent No. 4,670,671
Each differential amplifier (feedback differential amplifier and input differential amplifier) requires a pair of feedback current mirrors or loads. Although these loads provide high speed operation with low power consumption, each load must use three transistors interconnected with positive and negative driver circuits. The inclusion of separate loads and drivers increases the complexity of the device by requiring a large number of transistors and their associated interconnect routing. The addition of transistors and routing only adds to the cost of manufacturing monolithic devices and reduces device reliability.

【0007】[0007]

【発明の概要】上で略述した問題点の大部分は、この発
明の比較器によって解決する。すなわち、ここで述べる
比較器回路はこれまでの設計によく見られた多数の負荷
回路の代わりに単一の負荷回路を用いる。特定的には、
折返しカスコード装置と電流ミラー回路との中に提供さ
れる単一の負荷回路は、この発明の装置のための単一の
吸込および吐出し出力段の一部分を含む。折返しカスコ
ード装置と電流ミラー回路とは、フィードバック(また
はヒステリシス)差動増幅器と入力(または主要)差動
増幅器との双方から並列入力を受け取る。トランジスタ
の各差動増幅器の対を定電流装置とカスコード装置との
間で並列に接続することにより、この発明の動作を提供
するのに必要なのは、比較的少ない能動装置とそれに関
連の相互接続とを有する負荷回路1つとなる。特許第
4,670,671号で示されるように4つの別個のフ
ィードバック電流ミラー負荷(各負荷は3つのトランジ
スタを含む)と2つの別個のドライバ(正および負のド
ライバ)を必要とする代わりに、この発明は共有される
単一の電流ミラー負荷および1対のカスコード装置を要
するのみである。
SUMMARY OF THE INVENTION Most of the problems outlined above are solved by the comparator of the present invention. That is, the comparator circuit described herein uses a single load circuit instead of the multiple load circuits commonly found in previous designs. Specifically,
The single load circuit provided in the folded cascode device and the current mirror circuit comprises part of a single suction and discharge output stage for the device of the present invention. The folded cascode device and the current mirror circuit receive parallel inputs from both the feedback (or hysteresis) differential amplifier and the input (or main) differential amplifier. By connecting each differential amplifier pair of transistors in parallel between a constant current device and a cascode device, it is necessary to provide relatively few active devices and their associated interconnections to provide the operation of the present invention. Will be one load circuit. Instead of requiring four separate feedback current mirror loads (each load contains three transistors) and two separate drivers (positive and negative drivers) as shown in US Pat. No. 4,670,671. , The present invention only requires a single shared current mirror load and a pair of cascode devices.

【0008】大まかに言えば、この発明はより少ない数
の能動装置および関連の相互接続を有する改良された比
較器回路を意図している。この比較器はしたがって、よ
り小さいシリコンスペースを占め、かつ製造がより安価
で動作させるにはより信頼性がある。この比較器は1対
の電流装置を含み、さらに各電流装置からの電流の第1
の部分を受け取るために結合されるカスコード装置およ
び電流ミラーをも含む。1対の差動トランジスタが結合
されて1対の入力信号を受け取り、さらに各電流装置か
らの電流の第2の部分をも受け取る。1対のヒステリシ
ストランジスタは差動トランジスタと並列に結合されて
各電流装置からの電流の第3の部分を受け取る。カスコ
ード装置および電流ミラー回路から生成される出力電圧
は、電流の第1、第2および第3の部分の相対的な大き
さの変化に応答して変えられ得る。
Broadly speaking, the present invention contemplates an improved comparator circuit having a smaller number of active devices and associated interconnections. This comparator therefore takes up less silicon space and is more reliable to operate cheaper to manufacture. The comparator includes a pair of current devices and further includes a first of current from each current device.
Also included is a cascode device and a current mirror that are coupled to receive a portion of the. A pair of differential transistors are coupled to receive the pair of input signals and also receive a second portion of the current from each current source. A pair of hysteresis transistors are coupled in parallel with the differential transistors to receive a third portion of the current from each current device. The output voltage produced by the cascode device and the current mirror circuit may be varied in response to changes in the relative magnitudes of the first, second and third portions of the current.

【0009】この発明は、1対の入力信号を比較するた
めの比較器回路をも意図している。ここで述べる改良さ
れた比較器回路は、第1および第2の電流装置を含み、
各電流装置は他方の電流装置により生成される電流に等
しい定電流を生成するために適合される。カスコード装
置および電流ミラーが比較器の出力を送出するための吸
込および吐出し出力段を確立するようカスコード装置お
よび電流ミラー回路は第1および第2の電流装置に結合
される。第1および第2の導電経路が、それぞれカスコ
ード装置および電流ミラー回路と第1および第2の電流
装置との間で結合される。第1の導電経路は比較器の出
力により変えられ、第2の導電経路は可変基準電圧によ
り変えられる。第3および第4の導電経路はそれぞれ第
1および第2の導電経路と並列に結合される。第3の導
電経路は入力信号の対のうちの一方の入力信号で変えら
れ、第4の導電経路は入力信号の対のうち他方の入力信
号で変えられる。一方の入力信号における他方の入力信
号より高いヒステリシス値への電圧の増加は、出力段に
おいて吸込および吐出し電流の不均衡をもたらす。
The present invention also contemplates a comparator circuit for comparing a pair of input signals. The improved comparator circuit described herein includes first and second current devices,
Each current device is adapted to produce a constant current equal to the current produced by the other current device. The cascode device and the current mirror circuit are coupled to the first and second current devices so that the cascode device and the current mirror establish a suction and discharge output stage for delivering the output of the comparator. First and second conductive paths are coupled between the cascode device and the current mirror circuit and the first and second current devices, respectively. The first conductive path is changed by the output of the comparator and the second conductive path is changed by the variable reference voltage. The third and fourth conductive paths are coupled in parallel with the first and second conductive paths, respectively. The third conductive path is modified by one input signal of the pair of input signals and the fourth conductive path is modified by the other input signal of the pair of input signals. Increasing the voltage on one input signal to a higher hysteresis value than the other input signal results in imbalance of sink and discharge currents at the output stage.

【0010】この発明のカスコード装置および電流ミラ
ー回路は、たくさんの能動装置またはトランジスタを必
要としない。特定的には、カスコード装置および電流ミ
ラー回路は、導電経路の一端がそれぞれ第1および第2
の電流装置に接続される第1および第2のカスコードト
ランジスタを含む。4トランジスタ電流ミラーは、カス
コードトランジスタと第1の電源との間で接続され、出
力ノードが第2のカスコードトランジスタと4トランジ
スタ電流ミラーの2つの直列に接続されたトランジスタ
との間で接続される。
The cascode device and current mirror circuit of the present invention do not require many active devices or transistors. Specifically, the cascode device and the current mirror circuit are configured such that one end of the conductive path has a first and second end, respectively.
First and second cascode transistors connected to the current device of FIG. The 4-transistor current mirror is connected between the cascode transistor and the first power supply, and the output node is connected between the second cascode transistor and the two series-connected transistors of the 4-transistor current mirror.

【0011】この発明はさらに、1対の入力信号を比較
するための方法を意図している。この方法は、1対の一
定値の電流装置を提供するステップと、各電流装置から
の電流の第1の部分をカスコード装置および電流ミラー
回路を介して引き出すステップとを含む。電流の第2の
部分は、1対の入力信号を受け取るように適合される1
対の主要差動トランジスタを介して電流装置から引き出
される。電流の第3の部分は、基準電圧と比較器の出力
からの出力電圧とを受け取るように結合される1対のヒ
ステリシス差動トランジスタを介して各電流装置から引
き出される。出力電圧は、カスコード装置および電流ミ
ラー回路を介して、電流を吸込および吐出して生成さ
れ、その後出力はヒステリシス差動トランジスタ対の一
方入力にフィードバックされる。出力電圧は電流の第
1、第2および第3の部分の相対的な大きさの変化に応
答して変化する。出力電圧におけるディジタル変化は、
一方の入力信号の電圧が特定のヒステリシスの量だけ他
方の入力信号の電圧を超える期間の間に電流の部分の相
対的大きさが変化する場合に起こる。
The present invention further contemplates a method for comparing a pair of input signals. The method includes providing a pair of constant current devices and drawing a first portion of the current from each current device through a cascode device and a current mirror circuit. The second portion of the current is adapted to receive a pair of input signals 1
It is drawn from the current device through the main differential transistor of the pair. A third portion of the current is drawn from each current device via a pair of hysteretic differential transistors that are coupled to receive the reference voltage and the output voltage from the output of the comparator. The output voltage is generated by sinking and discharging current through the cascode device and the current mirror circuit, and then the output is fed back to one input of the hysteresis differential transistor pair. The output voltage changes in response to changes in the relative magnitudes of the first, second and third portions of current. The digital change in output voltage is
This occurs when the relative magnitudes of the portions of current change during the time that the voltage of one input signal exceeds the voltage of the other input signal by a certain amount of hysteresis.

【0012】この発明の他の目的および利点は後述する
詳しい説明を読み、添付の図面を参照することで明らか
になるであろう。
Other objects and advantages of the present invention will become apparent upon reading the detailed description below and referring to the accompanying drawings.

【0013】この発明は様々な変形および代替的な形式
を許容するが、その特定の実施例が図面では一例として
示され、かつ以下の部分で詳細に説明される。しかしな
がら、これについての図面および説明は開示される特定
の形式に発明を制限するべく意図されているものではな
く、その反対に前掲の特許請求の範囲により規定される
この発明の精神および範囲内に入るすべての変形、等価
物および代替例を包含することがその意図であることを
理解されたい。
While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will be described in detail in the following section. However, the drawings and description therefor are not intended to limit the invention to the particular form disclosed, but to the contrary, within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It is to be understood that it is the intention to cover all the variations, equivalents and alternatives that come in.

【0014】[0014]

【発明の詳しい説明】ここで図面に目を向けると、図1
は3つの動作段を有する改良された比較器回路10のブ
ロック図を示す。第1段、または主要差動増幅器段12
は、示されるように非反転入力端子および反転入力端子
で入力信号IPおよびINを受け取るために適合され
る。標準的な比較器の機能に従えば、入力信号IPが入
力信号INを超えた場合、比較器10の出力にはディジ
タルの「1」または相対的に高い電圧値が現われるだろ
う。第2段またはヒステリシス差動増幅器段14は出力
電圧VOUTおよび基準コモンモード電圧VCMを受け
取って、主要差動増幅器段12の出力に並列に結合され
る出力を生じるよう機能する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Turning now to the drawings, FIG.
Shows a block diagram of an improved comparator circuit 10 having three stages of operation. First stage, or main differential amplifier stage 12
Is adapted to receive the input signals IP and IN at the non-inverting and inverting input terminals as shown. According to standard comparator function, if the input signal IP exceeds the input signal IN, a digital "1" or a relatively high voltage value will appear at the output of the comparator 10. The second stage or hysteresis differential amplifier stage 14 functions to receive the output voltage VOUT and the reference common mode voltage VCM and produce an output that is coupled in parallel to the output of the main differential amplifier stage 12.

【0015】よくある設計の、およびよく知られたタイ
プの電圧バイアス発生器16が、定電流装置18および
20、段14および12、ならびに回路22にバイアス
をかけるために必要なバイアス電圧を確立する能力があ
るものとして示されている。発生器16はPBIAS電
圧およびNBIAS電圧を含む幾つかの電圧レベルを生
じてよい。加えて、各PBIASおよびNBIASは単
一で2またはそれ以上の明確な電圧レベルを有していて
よく、そのレベルの1つが、装置18および20にバイ
アスをかけるのに用いられるレベルより高いまたは低い
電圧レベルで、回路22にバイアスをかけてよい。さら
に、発生器16は基準電圧VCMを生成してよく、また
は所望するならば基準電圧VCMは比較器回路10の外
部にあるドライバから生成されてもよい。基準電圧NB
IASは段12および14の双方の中に存在してよいn
−チャネル電流吸込のような定電流装置を変えるのに適
切に用いられる。それに対してPBIASは、n−チャ
ネル電流吸込の代わりに段12および14の双方の中に
存在してよいp−チャネル電流源のような定電流装置を
変えるのに用いられる。さらに、応用によっては、NB
IASまたはPBIASのいずれかが、(図3に示され
るようにn−チャネル電流吸込でも図2で示されるよう
にp−チャネル電流源でもあり得る)定電流装置18お
よび20を変えるのに用いられてよい。後に説明する様
々な好ましい実施例において論議されるように、ユーザ
が比較器10を主にp−チャネルのトランジスタ装置で
構成することを望むか主にn−チャネルのトランジスタ
装置で構成することを望むかに応じて、段12および1
4または電流装置18および20では電流吸込が用いら
れても電流源が用いられてもよい。ここでは装置18お
よび20を説明するのに用いられている「電流装置」と
いう用語は、電流源または電流吸込のいずれかに対して
言及される。
A voltage bias generator 16 of common design and well known type establishes the bias voltage needed to bias the constant current devices 18 and 20, stages 14 and 12, and circuit 22. Shown as capable. Generator 16 may produce several voltage levels, including PBIAS voltage and NBIAS voltage. In addition, each PBIAS and NBIAS may singly have two or more distinct voltage levels, one of which is higher or lower than the level used to bias devices 18 and 20. The circuit 22 may be biased at the voltage level. Further, the generator 16 may generate the reference voltage VCM, or the reference voltage VCM may be generated from a driver external to the comparator circuit 10 if desired. Reference voltage NB
IAS may be present in both stages 12 and 14.
-Suitably used to modify constant current devices such as channel current sinks. In contrast, PBIAS is used to alter a constant current device such as a p-channel current source that may be present in both stages 12 and 14 instead of n-channel current sinking. Furthermore, depending on the application, NB
Either IAS or PBIAS is used to alter the constant current devices 18 and 20 (which may be n-channel current sinks as shown in FIG. 3 or p-channel current sources as shown in FIG. 2). You may As discussed in various preferred embodiments described below, the user desires to configure comparator 10 primarily with p-channel transistor devices or with n-channel transistor devices. Depending on the crab, steps 12 and 1
4 or current sources 18 and 20 may use current sinks or current sources. The term "current device" as used herein to describe devices 18 and 20 refers to either a current source or a current sink.

【0016】第3段またはカスコード装置および電流ミ
ラー回路22は電流装置18および20からの電流の一
部分を受け取るよう適合される。電流の残りの部分は主
要差動増幅器段12および並列に結合されたヒステリシ
ス差動増幅器段14へ分岐される。入力INの大きさに
対する入力IPの相対的な大きさに応じて、3つの段の
各々を介して様々な割合の電流が運ばれる。たとえばI
PがINを超えた場合、電流IA は電流IB より不均衡
に大きくなるだろう。したがって、電流装置18からよ
り多くの電流IがIA として運ばれ、より少ない電流I
がIE として残って回路22に送られる。逆に、主要差
動増幅器段12へIB として送られる電流Iはより少な
いので、より多くの電流IがIF として回路22に送ら
れる。ヒステリシス差動増幅器段14を加えることによ
り、これがなければ回路22を通過するであろう、電流
装置18および20からの電流がさらに吸い込まれる。
VOUTを遷移するために適切な量の電流が回路22を
介して確実に送られるようにするには、主要差動増幅器
段12が付加的な量の電流を吸い込んで、ヒステリシス
段14を介しての付加的な吸込を克服しなければならな
い。段12を介して吸い込まれる付加的な量の電流は、
入力信号にもたらされた、平衡電圧レベルを超える付加
的なヒステリシス差動電圧により生ずる。
The third stage or cascode device and current mirror circuit 22 is adapted to receive a portion of the current from current devices 18 and 20. The remaining portion of the current is shunted to the main differential amplifier stage 12 and the hysteresis differential amplifier stage 14 coupled in parallel. Depending on the relative magnitude of the input IP with respect to the magnitude of the input IN, different proportions of current are carried through each of the three stages. For example I
If P exceeds IN, the current I A will be disproportionately larger than the current I B. Therefore, more current I is carried from current device 18 as I A and less current I
Remains as I E and is sent to the circuit 22. Conversely, less current I is sent to the main differential amplifier stage 12 as I B , so more current I is sent to circuit 22 as I F. The addition of the hysteresis differential amplifier stage 14 further sinks current from the current devices 18 and 20, which would otherwise pass through the circuit 22.
To ensure that the proper amount of current is delivered through circuit 22 to transition VOUT, the main differential amplifier stage 12 sinks an additional amount of current, through hysteresis stage 14. Have to overcome the additional suction of. The additional amount of current drawn through stage 12 is
It is caused by the additional hysteretic differential voltage introduced into the input signal above the balanced voltage level.

【0017】図2を参照して、比較器回路10の一実施
例の回路図が、この発明に従って示されている。回路図
は、p−チャネルトランジスタではなくn−チャネルト
ランジスタが優勢な図1のブロック図をより詳細に図解
する。特定的には、比較器10の段12、14および2
2の各々が限定された数の能動装置とそれに関連の相互
接続とを有するものとして示される。主要差動段12は
1対の差動トランジスタ24および26を含むものとし
て示されており、各トランジスタは導電経路を有し、そ
れらの導電経路の一端は、電流吸込トランジスタ28に
より形成される別の導電経路に結合される。接地のよう
な第1の電源をしきい値の量だけ超えるNBIAS電圧
は、差動トランジスタ24および26により形成される
導電経路から第1の電源に電流が吸い込まれるようにす
る。
Referring to FIG. 2, a schematic diagram of one embodiment of comparator circuit 10 is shown in accordance with the present invention. The circuit diagram illustrates in more detail the block diagram of FIG. 1 where n-channel transistors predominate rather than p-channel transistors. In particular, stages 12, 14 and 2 of comparator 10
Each of the two is shown as having a limited number of active devices and associated interconnections. Main differential stage 12 is shown as including a pair of differential transistors 24 and 26, each transistor having a conductive path, one end of which is separated by a current sink transistor 28. Coupled to the conductive path of the. The NBIAS voltage that exceeds the first power supply by a threshold amount, such as ground, causes current to be drawn into the first power supply from the conductive path formed by differential transistors 24 and 26.

【0018】差動トランジスタ24および26、ならび
に電流吸込トランジスタ28と並列に結合されるのは、
ヒステリシストランジスタ30および32ならびに電流
吸込トランジスタ34である。第1および第2の電流装
置18および20は、図2では単一の電流源トランジス
タを用いるものとして示される。電流源トランジスタ3
6および38は活性化されて電流装置18および20の
それぞれから定電流を与える。電流装置18と20とに
よって生じた電流の量は、トランジスタ36と38との
各々のゲートに置かれたPBIAS電流が等しいので互
いに等しい。PBIAS電圧は正の電源(すなわちVD
D)のような第2の電源から流れる定電流を変える。
Coupled in parallel with differential transistors 24 and 26 and current sink transistor 28 is
Hysteresis transistors 30 and 32 and current sink transistor 34. The first and second current devices 18 and 20 are shown in FIG. 2 as using a single current source transistor. Current source transistor 3
6 and 38 are activated to provide a constant current from current devices 18 and 20, respectively. The amounts of current produced by current devices 18 and 20 are equal to each other because the PBIAS currents placed on the gates of transistors 36 and 38, respectively, are equal. The PBIAS voltage is a positive power supply (ie VD
Change the constant current flowing from the second power source as in D).

【0019】カスコード装置および電流ミラー回路22
は、トランジスタ36および38と直列に接続されるこ
とによって吸込および吐出しの構成を確立する2つのカ
スコードトランジスタ40と42とを含む。主として、
吸込と吐出しとは電流ミラー負荷44のカスコードトラ
ンジスタの1つ(すなわちトランジスタ42)とトラン
ジスタの1つ(すなわちトランジスタ46)との共通の
ドレインノードで起こる。第1の電源とカスコードトラ
ンジスタ40および42との間で接続されるのは、4ト
ランジスタ電流ミラー負荷44である。電流ミラー44
は第1の電源とトランジスタ42との間で直列に接続さ
れる2つのトランジスタ46と48とを含む。別の、直
列に接続された1対のトランジスタ50および52が第
1の電源とトランジスタ40との間で接続される。2つ
のインバータ56と58とを含むバッファ回路54は、
回路22から出力電圧VOUTをバッファするのに用い
られてよい。バッファ54はしかしながら、多くの応用
では必要ない。バッファ54が用いられているかどうか
に関わりなく、VOUTは対のヒステリシストランジス
タ30および32のうちのトランジスタ30のゲートへ
フィードバックされる。
Cascode device and current mirror circuit 22
Includes two cascode transistors 40 and 42 that are connected in series with transistors 36 and 38 to establish a suction and a discharge configuration. mainly,
Suction and discharge occur at the common drain node of one of the cascode transistors of current mirror load 44 (ie, transistor 42) and one of the transistors (ie, transistor 46). Connected between the first power supply and the cascode transistors 40 and 42 is a four transistor current mirror load 44. Current mirror 44
Includes two transistors 46 and 48 connected in series between the first power supply and the transistor 42. Another pair of transistors 50 and 52 connected in series is connected between the first power supply and the transistor 40. The buffer circuit 54 including the two inverters 56 and 58 is
It may be used to buffer the output voltage VOUT from circuit 22. The buffer 54, however, is not needed in many applications. VOUT is fed back to the gate of transistor 30 of the pair of hysteresis transistors 30 and 32, regardless of whether buffer 54 is used.

【0020】比較器10の至るところに見られるトラン
ジスタは、電界効果トランジスタ(FET)であっても
バイポーラトランジスタであってもよい。好ましくは、
トランジスタはp−チャネルとn−チャネルの装置の双
方を備えたMOSFET技術によって製造される。CM
OSの設計が好ましいが、他のトランジスタ技術を用い
てもよい。例示するという目的のためだけにCMOSの
設計が選択され、図2でp−チャネルおよびn−チャネ
ルのエンハンスメント電界効果トランジスタを有するも
のとして示される。当業者には一般的に知られているよ
うに、エンハンスメントトランジスタは与えられるゲー
トソース間電圧がしきい値の量を超えると導通する。し
かしながら、この発明によるここで説明されたのと同じ
目的および機能が維持されるならば、1または2以上の
エンハンスメントトランジスタはデプリーショントラン
ジスタで置換えられてもよいことに注意することが重要
である。p−チャネルトランジスタはゲート端子に小さ
い円を置かれたものとして示され、n−チャネルトラン
ジスタはゲートにそのような円を置かれてはいないもの
として示される。ソース−ドレイン導電経路のソース端
子は、電源に最も近い端子であるということはよく知ら
れている。p−チャネル装置について言うと、ソース端
子はドレイン端子よりも第2の電源(たとえばVDD)
により近く接続されている。加えて、n−チャネル装置
のソース端子はドレイン端子よりも第1の電源(たとえ
ば接地)により近く置かれる。
Transistors found throughout comparator 10 may be field effect transistors (FETs) or bipolar transistors. Preferably,
Transistors are manufactured by MOSFET technology with both p-channel and n-channel devices. CM
OS design is preferred, but other transistor technologies may be used. A CMOS design was chosen for illustration purposes only and is shown in FIG. 2 as having p-channel and n-channel enhancement field effect transistors. As is generally known to those skilled in the art, enhancement transistors conduct when the applied gate-source voltage exceeds a threshold amount. However, it is important to note that one or more enhancement transistors may be replaced with depletion transistors provided the same purpose and function as described herein according to the present invention is maintained. . P-channel transistors are shown as having a small circle at their gate terminals, and n-channel transistors are shown as having no such circle at their gate. It is well known that the source terminal of the source-drain conductive path is the terminal closest to the power supply. For p-channel devices, the source terminal is a second power supply (eg VDD) than the drain terminal.
Connected closer to. In addition, the source terminal of the n-channel device is placed closer to the first power supply (eg ground) than the drain terminal.

【0021】比較器10は、比較器の以前の出力を考慮
することによって動作する。IPがINを超えるなら
ば、トランジスタ26を介してよりもトランジスタ24
を介してより多くの電流が送られる。したがって、結果
としてより大きい電流が、トランジスタ40を通るより
もトランジスタ42を介して現われる。トランジスタ4
0を通る少ない方の電流は、トランジスタ50および5
2ならびにトランジスタ46および48を介して反射さ
れる。トランジスタ46および48を通る小さい電流
(トランジスタ42を通る電流に比べてより小さい)
は、トランジスタ42および46のドレイン端子におい
て電流の不均衡を示す。この電流の不均衡は入力IPが
入力INより大きいことに対応する比較的高いディジタ
ル出力を生じさせる。
The comparator 10 operates by considering the previous output of the comparator. If IP exceeds IN, then transistor 24 is more than via transistor 26.
More current is sent through. Thus, a resulting higher current will appear through transistor 42 than through transistor 40. Transistor 4
The lesser current through 0 is due to transistors 50 and 5
2 and via transistors 46 and 48. Small current through transistors 46 and 48 (less than current through transistor 42)
Indicates a current imbalance at the drain terminals of transistors 42 and 46. This current imbalance produces a relatively high digital output corresponding to the input IP being greater than the input IN.

【0022】VOUTが比較的高い電圧レベルであるな
らば、トランジスタ30は飽和状態となり、それにより
トランジスタ32を介してよりもトランジスタ30を介
してより大きい電流の吸込が起こる。トランジスタ30
はトランジスタ24を介しての電流の吸込に加えて電流
の吸込を与え、トランジスタ42および46のドレイン
で付加的な電流の不均衡を確かなものにする。付加的な
電流ドレインは、したがってヒステリシスレベルを与
え、それにより、VOUTがその比較的高い電圧の状態
から比較的低い電圧の状態へトグルする前に、入力IP
は入力INよりも減少されなければならない。VOUT
が高いレベルから低いレベルへトグルまたは遷移を行な
うなら、INはトランジスタ26がトランジスタ24お
よび30を介しての電流の吸込を克服するのに十分な電
流を吸い込むように、十分にIPよりも高くなければな
らない。したがって、VOUTをその以前の高電圧状態
から低電圧状態へ遷移させるには、入力信号IPがIN
より低いしきい値レベル(ヒステリシスレベル)にある
か、または入力信号INがIPより高いしきい値レベル
(ヒステリシスレベル)になければならない。
If VOUT is at a relatively high voltage level, transistor 30 will saturate, which will result in more current sinking through transistor 30 than through transistor 32. Transistor 30
Provides current sinking in addition to current sinking through transistor 24, ensuring additional current imbalance at the drains of transistors 42 and 46. The additional current drain thus provides a level of hysteresis, which allows the input IP to flow before VOUT toggles from its higher voltage state to its lower voltage state.
Must be reduced below the input IN. VOUT
IN should toggle high enough to a low level, IN must be sufficiently higher than IP so that transistor 26 sinks sufficient current to overcome the sinking of current through transistors 24 and 30. I have to. Therefore, to transition VOUT from its previous high voltage state to a low voltage state, the input signal IP must be IN
It must be at a lower threshold level (hysteresis level) or the input signal IN must be at a higher threshold level (hysteresis level) than IP.

【0023】ヒステリシス電圧の量は、ヒステリシス差
動対のトランジスタ34内のバイアス電流を変えること
により調整できる。トランジスタ34内のバイアス電流
が増大すれば、ヒステリシス電圧もまた増大する。同様
に、バイアス電流が減少すれば、ヒステリシス電圧も減
少する。これにより、比較器10の中でよく制御された
ヒステリシス電圧が得られる。「ヒステリシス幅」はV
OUTを遷移させるIPとINとの間の電圧における差
として定義され、「ヒステリシス位置」は主要差動増幅
器段12に与えられた入力電圧に関連して遷移が起こる
電圧点として定義される。ヒステリシス幅は吸込トラン
ジスタ34(図2参照)または吐出しトランジスタ70
(図3参照)を通るバイアス電流を変化させることによ
り変えることができる。加えて、ヒステリシス点は主要
差動対12の入力差動範囲内でVCMの相対的な大きさ
を変化させることにより変えることができる。
The amount of hysteresis voltage can be adjusted by changing the bias current in the transistors 34 of the hysteresis differential pair. As the bias current in transistor 34 increases, so does the hysteresis voltage. Similarly, as the bias current decreases, so does the hysteresis voltage. This provides a well controlled hysteresis voltage in the comparator 10. "Hysteresis width" is V
Defined as the difference in voltage between IP and IN that transitions OUT, the "hysteresis position" is defined as the voltage point at which the transition occurs in relation to the input voltage applied to the main differential amplifier stage 12. The hysteresis width is set to the suction transistor 34 (see FIG. 2) or the discharge transistor 70.
It can be changed by changing the bias current through (see FIG. 3). In addition, the hysteresis point can be changed by changing the relative magnitude of the VCM within the input differential range of the main differential pair 12.

【0024】図3を参照して、図2で示された比較器と
同じ結果を達成できる比較器10の代替的実施例が示さ
れる。図2で示されるようにn−チャネルが優勢の装置
を用いる代わりに、図3の実施例は主にp−チャネル装
置を用いる。特定的には、主要差動増幅器段12はp−
チャネル電流源トランジスタ64と直列に結合される2
つのp−チャネル差動トランジスタ対60および62を
用いるものとして示される。段12と並列に結合されて
いるのは、p−チャネルヒステリシストランジスタ対6
6および68を有するヒステリシス差動段14である。
トランジスタ対66および68はp−チャネル電流源ト
ランジスタ70と直列に結合される。
Referring to FIG. 3, there is shown an alternative embodiment of comparator 10 that can achieve the same results as the comparator shown in FIG. Instead of using n-channel predominant devices as shown in FIG. 2, the embodiment of FIG. 3 primarily uses p-channel devices. Specifically, the main differential amplifier stage 12 is p-
2 coupled in series with channel current source transistor 64
Shown as using one p-channel differential transistor pair 60 and 62. Coupled in parallel with stage 12 is a p-channel hysteresis transistor pair 6
Hysteresis differential stage 14 with 6 and 68.
Transistor pair 66 and 68 are coupled in series with p-channel current source transistor 70.

【0025】図3で示されるのは、図2のn−チャネル
が優勢であるレイアウトに類似の、電流装置18および
20の間で接続される、並列に結合された段12および
14ならびにカスコード装置および電流ミラー回路22
である。電流装置18と20との各々は72および74
として示される単一のn−チャネル電流吸込トランジス
タを使用する。トランジスタ72および74は、入力信
号IPとINとに対する相対的な電圧差に従って、変化
する割合の電流を段12、段14および回路22から吸
い込む。回路22はVOUTを生成し、IPとINとの
間の差動電圧がヒステリシス値を超えない限りはVOU
Tの状態を保持する。VOUTは、それぞれ回路22、
差動段12およびヒステリシス段14を介して受け取ら
れた電流の第1、第2および第3の部分の大きさの相対
的変化に応答して変化または遷移する。一方の入力が他
方の入力よりヒステリシス値だけ超えることがない限
り、電流の不均衡がトランジスタ88および76のドレ
インに生じることはなく、したがってVOUT遷移を生
じさせることもない。カスコード装置76と78との対
はそれぞれ電流装置18および20と、p−チャネル電
流ミラー80との間に直列に接続される。電流ミラー8
0は4つのp−チャネルトランジスタ82、84、86
および88を含む。吸込と吐出しとは、図3で示される
トランジスタ88と76とに共通なドレインで起こる。
Shown in FIG. 3 are parallel coupled stages 12 and 14 and a cascode device connected between current devices 18 and 20, similar to the n-channel dominant layout of FIG. And current mirror circuit 22
Is. Current devices 18 and 20 have 72 and 74, respectively.
A single n-channel current sink transistor, designated as Transistors 72 and 74 sink a varying percentage of current from stage 12, stage 14 and circuit 22 according to the relative voltage difference between input signals IP and IN. The circuit 22 produces VOUT, which is VOU unless the differential voltage between IP and IN exceeds the hysteresis value.
Hold the state of T. VOUT is the circuit 22,
It changes or transitions in response to a relative change in the magnitude of the first, second and third portions of the current received through the differential stage 12 and the hysteresis stage 14. As long as one input does not exceed the other input by a hysteresis value, no current imbalance will occur at the drains of transistors 88 and 76, and thus no VOUT transition. The pair of cascode devices 76 and 78 are connected in series between the current devices 18 and 20 and the p-channel current mirror 80, respectively. Current mirror 8
0 is four p-channel transistors 82, 84, 86
And 88. Suction and discharge occur at the drain common to transistors 88 and 76 shown in FIG.

【0026】図3で図解される実施例は、図2で示され
るものと同様に動作する。つまり、VOUTがヒステリ
シス段にフィードバックされ、それによりヒステリシス
差動入力電圧が起こると出力の後続する遷移を提供す
る。図2の実施例でのように電流源トランジスタから電
流を吸い込む代わりに、(図3で示される)段12およ
び14ならびに回路22は入力信号差とVOUTの現在
の状態とに対する相対的な割合で電流吸込トランジスタ
72および74へ電流を吐き出す。
The embodiment illustrated in FIG. 3 operates similarly to that shown in FIG. That is, VOUT is fed back to the hysteresis stage, which provides a subsequent transition in the output when the hysteresis differential input voltage occurs. Instead of sinking current from the current source transistor as in the embodiment of FIG. 2, stages 12 and 14 (as shown in FIG. 3) and circuit 22 are proportional to the input signal difference and the current state of VOUT. It discharges current to the current sink transistors 72 and 74.

【0027】図4を参照して、シミュレーション結果が
この発明の比較器10のために示される。シミュレーシ
ョンの間、電圧基準VCMは2.4ボルトの定電圧に固
定されており、第1および第2の電源はそれぞれ接地と
5.0ボルトとに設定されていた。入力信号INも2.
4ボルトに設定され、入力信号IPの電圧はVCMに対
して変動させられた。図4はシミュレーションのために
選択された例示的なVCMと入力電圧とにおけるヒステ
リシスの幅を示す。曲線100で見られるように、IP
が約25ミリボルト(mV)だけINを超えると、VO
UTは比較的低い電圧値から比較的高い電圧値へ(すな
わち0ボルトから5ボルトへ)の遷移を始める。曲線1
00は、好ましい設計の結果である急速な出力スルーレ
ートを示す急勾配の線として示される。加えて、曲線1
02はIPがINより僅かに低く減じられた後でさえも
5ボルトのままに留まることを示す。しかしながら、一
旦IPがINより25mVだけ少なくなると、VOUT
は示されるように5ボルトから0ボルトへの遷移を始め
る。
Referring to FIG. 4, simulation results are shown for the comparator 10 of the present invention. During the simulation, the voltage reference VCM was fixed at a constant voltage of 2.4 Volts and the first and second power supplies were set to ground and 5.0 Volts respectively. The input signal IN is also 2.
Set to 4 volts, the voltage of the input signal IP was varied with respect to VCM. FIG. 4 shows the width of the hysteresis at the exemplary VCM and input voltage selected for the simulation. IP as seen in curve 100
Is greater than IN by about 25 millivolts (mV), VO
The UT begins a transition from a relatively low voltage value to a relatively high voltage value (ie, 0 volt to 5 volt). Curve 1
00 is shown as a steep line showing the rapid output slew rate that is the result of the preferred design. In addition, curve 1
02 indicates that IP remains at 5 volts even after being reduced slightly below IN. However, once IP is 25 mV less than IN, VOUT
Begins the 5 volt to 0 volt transition as shown.

【0028】図5を参照すると、VOUTの移動点にお
ける過渡分析が示される。曲線104で示されるように
IPがINより25mV高くなると、VOUTは時間T
1 で高いレベルへ遷移する。過渡正弦曲線に従って、曲
線106で示されるようにINより下の信号IPの逆バ
イアスが、VOUTを時間T2 で低いレベルへ遷移させ
る。その反対に、曲線108は入力信号INが初めは入
力信号IPより下に逸れ、次に逆転して入力信号IPよ
り大きくなるように逸れる場合に生じる反対の結果を示
す。過渡分析は、一旦差動入力電圧がヒステリシス値す
なわち25mVを超えたときの出力スルーレートの急速
な応答を示す。差動入力信号が変動して(これはノイズ
により起こる可能性がある)、25mVのヒステリシス
レベルより低くなった場合、VOUTは遷移せず、望ま
しくないチャター信号を生じることもない。
Referring to FIG. 5, a transient analysis at the moving point of VOUT is shown. When IP rises 25 mV above IN, as shown by curve 104, VOUT is time T
Transition to higher level with 1 . Following the transient sinusoid, the reverse bias of signal IP below IN, as shown by curve 106, causes VOUT to transition to a low level at time T 2 . On the contrary, curve 108 shows the opposite result that occurs when the input signal IN initially deviates below the input signal IP and then reverses and deviates to become greater than the input signal IP. Transient analysis shows a rapid response of the output slew rate once the differential input voltage exceeds the hysteresis value or 25 mV. If the differential input signal fluctuates (which can be caused by noise) and goes below the hysteresis level of 25 mV, VOUT will not transition and will not produce an unwanted chatter signal.

【0029】この発明は、バイポーラまたはMOS、p
−チャネルが優勢のものまたはn−チャネルが優勢のも
の、もしくはエンハンスメントが優勢のものまたはデプ
リーションが優勢のもののいずれのタイプでもよい数多
くのタイプのトランジスタでの応用が可能であると信じ
られていることは、この開示の利益を受ける当業者には
認識されるであろう。さらに、示されかつ説明されたこ
の発明の形式は現在好ましいとされる実施例として受け
取られるべきであるということも理解されたい。様々な
変形および変更が特許請求の範囲で述べられるこの発明
の精神および範囲から逸脱することなく行なわれてよ
い。例示的な変形は、比較器の各段の電流吸込と反対の
ものとして電流源を用いるものであるかもしれない。さ
らに、電流吸込は定電流装置の各々のための電流源の代
わりに用いられてもよい。さらに、ユーザの要求と特定
の出力の応用とに応じてバッファ回路は用いられてもよ
いし用いられなくてもよい。前掲の特許請求の範囲はそ
のような変形および変更のすべてを包含するものとして
解釈されるべく意図されている。
The present invention is a bipolar or MOS, p
-It is believed that the application is possible in numerous types of transistors, either channel-dominant or n-channel-dominant, or enhancement-dominant or depletion-dominant. Will be recognized by those of ordinary skill in the art having the benefit of this disclosure. Furthermore, it is to be understood that the form of the invention shown and described is to be taken as the presently preferred embodiment. Various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims. An exemplary variation may be to use a current source as opposed to the current sink of each stage of the comparator. Furthermore, current sinking may be used instead of a current source for each of the constant current devices. Furthermore, buffer circuits may or may not be used, depending on the needs of the user and the particular output application. The claims set forth above are intended to be construed to include all such variations and modifications.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明による比較器回路のブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram of a comparator circuit according to the present invention.

【図2】この発明による比較器回路の一実施例の回路図
である。
FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment of a comparator circuit according to the present invention.

【図3】この発明による比較器回路の別の実施例の回路
図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of another embodiment of the comparator circuit according to the present invention.

【図4】この発明に従って入力電圧対出力電圧の関数と
してのヒステリシス幅を表わすグラフ図である。
FIG. 4 is a graphical representation of hysteresis width as a function of input voltage versus output voltage in accordance with the present invention.

【図5】この発明に従って基準電圧(VCM)に対して
の入力電圧の関数としてのヒステリシス移動点の過渡分
析を表わすグラフ図である。
FIG. 5 is a graphical representation of a transient analysis of the hysteresis shift point as a function of input voltage with respect to a reference voltage (VCM) according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 比較器回路 12 主要差動増幅器段 14 ヒステリシス差動増幅器段 16 電圧バイアス発生器 18 定電流装置 20 定電流装置 22 カスコード装置および電流ミラー回路 10 Comparator Circuit 12 Main Differential Amplifier Stage 14 Hysteresis Differential Amplifier Stage 16 Voltage Bias Generator 18 Constant Current Device 20 Constant Current Device 22 Cascode Device and Current Mirror Circuit

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1対の電流装置と、 電流の第1の部分を前記電流装置の各々から受け取るた
めに結合されるカスコード装置および電流ミラー回路
と、 1対の入力信号を受け取りかつ電流の第2の部分を前記
電流装置の各々から受け取るために結合される1対の差
動トランジスタと、 前記差動トランジスタと並列に結合されて電流の第3の
部分を前記電流装置の各々から受け取る1対のヒステリ
シストランジスタと、 電流の前記第1、前記第2、および前記第3の部分の相
対的な大きさの変化に応答して前記カスコード装置およ
び電流ミラー回路から生成される出力電圧を変化させる
ための手段とを含む、比較器回路。
1. A pair of current devices, a cascode device and a current mirror circuit coupled to receive a first portion of the current from each of the current devices, and a pair of input signals and a first of the currents. A pair of differential transistors coupled to receive two portions from each of the current devices, and a pair coupled to the differential transistors in parallel to receive a third portion of current from each of the current devices. A hysteresis transistor for changing the output voltage produced by the cascode device and the current mirror circuit in response to changes in the relative magnitudes of the first, second and third portions of current. Comparator circuit including the means of.
【請求項2】 前記電流装置は前記電流の前記第1、第
2および第3の部分の和に等しい電流量を生じる、請求
項1に記載の比較器回路。
2. The comparator circuit of claim 1, wherein the current device produces a current amount equal to the sum of the first, second and third portions of the current.
【請求項3】 前記1対の差動トランジスタと前記1対
のヒステリシストランジスタとは前記電流装置と前記カ
スコード装置および電流ミラー回路との間で結合され
る、請求項1に記載の比較器回路。
3. The comparator circuit of claim 1, wherein the pair of differential transistors and the pair of hysteresis transistors are coupled between the current device and the cascode device and current mirror circuit.
【請求項4】 前記出力電圧は前記1対のヒステリシス
トランジスタの入力の一方に結合され、前記1対のヒス
テリシストランジスタの前記他方の入力は基準電圧を受
け取るために結合される、請求項1に記載の比較器回
路。
4. The output voltage is coupled to one of the inputs of the pair of hysteresis transistors, and the other input of the pair of hysteresis transistors is coupled to receive a reference voltage. Comparator circuit.
【請求項5】 1対の入力信号を比較するための比較器
回路であって、 第1および第2の電流装置を含み、前記電流装置の各々
は他方の電流装置により生じた電流に等しい定電流を生
じるために適合され、さらに、 2つの吸込および吐出し電流経路ならびに前記電流経路
の1つに接続される出力を有する単一のカスコード装置
および電流ミラー回路と、 前記カスコード装置および電流ミラー回路と、前記第1
および第2の電流装置との間にそれぞれ結合される第1
および第2の導電経路を含み、前記第1の導電経路は前
記出力から送られる信号により変えられ、前記第2の導
電経路は可変の基準電圧により変えられ、さらに前記第
1および第2の導電経路と並列に結合される第3および
第4の導電経路を含み、前記第3の導電経路は前記1対
の入力信号のうち一方の入力信号により変えられ、前記
第4の導電経路は前記1対の入力信号の他方の入力信号
により変えられ、さらに前記1対の入力信号のうち一方
の入力信号の電圧を前記1対の入力信号のうち他方の入
力信号を上まわるヒステリシス値まで高め、かつ前記電
流経路における電流の不均衡を生じさせるための手段を
含む、比較器回路。
5. A comparator circuit for comparing a pair of input signals, comprising first and second current devices, each current device being a constant equal to the current produced by the other current device. A single cascode device and a current mirror circuit adapted to generate an electric current and further having two sink and discharge current paths and an output connected to one of said current paths; And the first
And a first coupled respectively to the second current device
And a second conductive path, wherein the first conductive path is modified by a signal sent from the output, the second conductive path is modified by a variable reference voltage, and the first and second conductive paths are further modified. A third and a fourth conductive path coupled in parallel with the path, the third conductive path being altered by one input signal of the pair of input signals, and the fourth conductive path being the first conductive signal. Changed by the other input signal of the pair of input signals, further increasing the voltage of one input signal of the pair of input signals to a hysteresis value exceeding the other input signal of the pair of input signals, and A comparator circuit including means for producing a current imbalance in the current path.
【請求項6】 前記第1および第2の導電経路は、前記
電流装置と第1の電源に結合される電流吸込との間に接
続される1対のヒステリシストランジスタの導電経路を
含む、請求項5に記載の比較器回路。
6. The first and second conductive paths include a pair of hysteresis transistor conductive paths connected between the current device and a current sink coupled to a first power supply. 5. The comparator circuit according to item 5.
【請求項7】 前記第1の電源は接地される、請求項6
に記載の比較器回路。
7. The first power supply is grounded.
Comparator circuit according to.
【請求項8】 前記第1および第2の導電経路は、前記
電流装置と第2の電源に結合される電流源との間に接続
される1対のヒステリシストランジスタの導電経路を含
む、請求項5に記載の比較器回路。
8. The first and second conductive paths include a pair of hysteresis transistor conductive paths connected between the current device and a current source coupled to a second power supply. 5. The comparator circuit according to item 5.
【請求項9】 前記第2の電源は正電圧である、請求項
8に記載の比較器回路。
9. The comparator circuit of claim 8, wherein the second power supply is a positive voltage.
【請求項10】 前記第3および第4の導電経路は、前
記電流装置と第1の電源に結合される電流吸込との間に
接続される1対の差動トランジスタの導電経路を含む、
請求項5に記載の比較器回路。
10. The third and fourth conductive paths include a pair of differential transistor conductive paths connected between the current device and a current sink coupled to the first power supply.
The comparator circuit according to claim 5.
【請求項11】 前記第1の電源は接地される、請求項
10に記載の比較器回路。
11. The comparator circuit of claim 10, wherein the first power supply is grounded.
【請求項12】 前記第3および第4の導電経路は、前
記電流装置と第2の電源に結合される電流源との間に接
続される1対の差動トランジスタの導電経路を含む、請
求項5に記載の比較器回路。
12. The third and fourth conductive paths include a pair of differential transistor conductive paths connected between the current device and a current source coupled to a second power supply. Item 5. The comparator circuit according to item 5.
【請求項13】 前記第2の電源は正電圧である、請求
項12に記載の比較器回路。
13. The comparator circuit of claim 12, wherein the second power supply is a positive voltage.
【請求項14】 前記第1および第2の電流装置の各々
は、バイアス発生器から送られる一定のバイアス電圧に
より変えられるトランジスタを含む、請求項5に記載の
比較器回路。
14. The comparator circuit of claim 5, wherein each of the first and second current devices includes a transistor that is varied by a constant bias voltage from a bias generator.
【請求項15】 前記カスコード装置および電流ミラー
回路は、 その導電経路の一端をそれぞれ前記第1および第2の電
流装置に接続されている第1および第2のカスコードト
ランジスタと、 前記負荷トランジスタと第1の電源との間で接続され
る、4トランジスタ電流ミラーとを含み、 前記出力は前記第2のカスコードトランジスタと前記電
流ミラーの2つの直列に接続されたトランジスタとの間
で接続される、請求項5に記載の比較器回路。
15. The cascode device and the current mirror circuit include first and second cascode transistors each having one end of a conductive path thereof connected to the first and second current devices, the load transistor and the second cascode device, respectively. A four-transistor current mirror connected to and from one power supply, the output being connected between the second cascode transistor and two series-connected transistors of the current mirror. Item 5. The comparator circuit according to item 5.
【請求項16】 前記カスコード装置および電流ミラー
回路は、前記第1および第2のカスコードトランジスタ
をバイアス発生器から送られる一定のバイアス電圧で変
えるための手段をさらに含む、請求項15に記載の比較
器回路。
16. The comparison of claim 15, wherein the cascode device and current mirror circuit further include means for varying the first and second cascode transistors with a constant bias voltage sent from a bias generator. Circuit.
【請求項17】 前記出力と前記カスコード装置および
電流ミラー回路との間に置かれたバッファ回路をさらに
含む、請求項5に記載の比較器回路。
17. The comparator circuit of claim 5, further comprising a buffer circuit located between the output and the cascode device and current mirror circuit.
【請求項18】 1対の入力信号を比較するための比較
器回路であって、 第1および第2の電流装置を含み、前記電流装置の各々
は他方の電流装置により生じた電流に等しい一定の電流
を生じさせるために適合され、さらに前記第1および第
2の電流装置と第1の電源との間に置かれたカスコード
装置および電流ミラー回路を含み、前記カスコード装置
および電流ミラー回路は第1および第2のカスコードト
ランジスタを含み、各カスコードトランジスタは導電経
路を有しかつ前記導電経路の各々の一端をそれぞれ前記
第1および第2の電流装置に接続されており、さらに前
記カスコードトランジスタと第2の電源との間に接続さ
れる4トランジスタ電流ミラーと、 前記第2の負荷トランジスタと前記電流ミラーの2つの
直列に接続されたトランジスタとの間に接続される出力
とを含み、前記比較器回路はさらに、 前記カスコード装置および電流ミラー回路と前記第1お
よび第2の電流装置との間でそれぞれ結合される第1お
よび第2の導電経路を含み、前記第1の導電経路は前記
出力により変えられ、前記第2の導電経路は可変の基準
電圧により変えられ、さらに前記第1および第2の導電
経路と並列に結合される第3および第4の導電経路を含
み、前記第3の導電経路は前記1対の入力信号のうち一
方の入力信号により変えられ、前記第4の導電経路は前
記1対の入力信号のうち他方の入力信号により変えら
れ、さらに前記1対の入力信号のうちの1つの入力信号
の電圧を前記1対の入力信号のうち他方の入力信号を上
まわるヒステリシス値まで高め、かつ第1および第2の
カスコードトランジスタの間に電流の不均衡をもたらす
ための手段を含む、比較器回路。
18. A comparator circuit for comparing a pair of input signals, comprising first and second current devices, each current device being a constant equal to the current produced by the other current device. A cascode device and a current mirror circuit, the cascode device and the current mirror circuit being arranged between the first and second current devices and the first power supply, First and second cascode transistors, each cascode transistor having a conductive path and one end of each of the conductive paths being connected to the first and second current devices, respectively, and further including the cascode transistor and the second cascode transistor. A four-transistor current mirror connected between two power sources, and two series connected transistors of the second load transistor and the current mirror. An output connected to the first and second current devices, the comparator circuit further comprising: an output connected to the first and second current devices, respectively. , The first conductive path is modified by the output, the second conductive path is modified by a variable reference voltage, and is further coupled in parallel with the first and second conductive paths. A third and a fourth conductive path, wherein the third conductive path is changed by one input signal of the pair of input signals, and the fourth conductive path is the other of the pair of input signals. Of the input signals of the pair of input signals, the voltage of one input signal of the pair of input signals is increased to a hysteresis value exceeding the other input signal of the pair of input signals, and the first and second Mosquito Comprising means for providing an imbalance current between the code transistor, a comparator circuit.
【請求項19】 1対の入力信号を比較するための方法
であって、 1対の一定値の電流装置を設けるステップと、 電流の第1の部分をカスコード装置および電流ミラー回
路を介して前記電流装置の各々から引き出すステップ
と、 前記電流の第2の部分を前記1対の入力信号を受け取る
ために結合される1対の差動トランジスタを介して前記
電流装置の各々から引き出すステップと、 前記電流の第3の部分を基準電圧と出力電圧とを受け取
るために結合される1対のヒステリシストランジスタを
介して前記電流装置の各々から引き出すステップと、 電流の前記第1、第2および第3の部分の相対的な大き
さの変化に応答して前記カスコード装置および電流ミラ
ー回路から前記出力電圧を生成するステップとを含む、
方法。
19. A method for comparing a pair of input signals, the method comprising the steps of: providing a pair of constant value current devices, said first portion of current being provided via a cascode device and a current mirror circuit. Deriving from each of the current devices, a second portion of the current from each of the current devices via a pair of differential transistors coupled to receive the pair of input signals; Drawing a third portion of the current from each of the current devices via a pair of hysteresis transistors coupled to receive a reference voltage and an output voltage, the first, second and third of the currents Generating the output voltage from the cascode device and a current mirror circuit in response to changes in relative size of the portions.
Method.
【請求項20】 前記生成するステップは、前記1対の
入力信号のうち一方の入力信号の電圧を前記1対の入力
信号のうち他方の入力信号を上まわるヒステリシス値ま
で高めるステップを含む、請求項19に記載の方法。
20. The step of generating includes the step of increasing the voltage of one input signal of the pair of input signals to a hysteresis value that exceeds the other input signal of the pair of input signals. Item 19. The method according to Item 19.
【請求項21】 前記生成するステップは、前記1対の
入力信号のうち一方の入力信号の電圧を前記1対の入力
信号のうち他方の入力信号を下まわるヒステリシス値ま
で下げるステップを含む、請求項19に記載の方法。
21. The generating step includes the step of lowering the voltage of one input signal of the pair of input signals to a hysteresis value that is lower than the other input signal of the pair of input signals. Item 19. The method according to Item 19.
JP26055193A 1992-10-22 1993-10-19 Comparator circuit for comparing a pair of input signals and method therefor Expired - Fee Related JP3574162B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/964,781 US5446396A (en) 1992-10-22 1992-10-22 Voltage comparator with hysteresis
US964781 1992-10-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06204820A true JPH06204820A (en) 1994-07-22
JP3574162B2 JP3574162B2 (en) 2004-10-06

Family

ID=25508990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26055193A Expired - Fee Related JP3574162B2 (en) 1992-10-22 1993-10-19 Comparator circuit for comparing a pair of input signals and method therefor

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5446396A (en)
EP (1) EP0594305B1 (en)
JP (1) JP3574162B2 (en)
DE (1) DE69317350D1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012527832A (en) * 2009-05-18 2012-11-08 クゥアルコム・インコーポレイテッド Comparator with hysteresis

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0681293B1 (en) * 1994-05-03 2001-03-28 STMicroelectronics S.r.l. Sense amplifier with hysteresis
US5587674A (en) * 1994-12-30 1996-12-24 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Comparator with built-in hysteresis
EP0779711A3 (en) * 1995-12-14 1999-05-12 STMicroelectronics, Inc. A timer circuit
US5668486A (en) * 1996-06-21 1997-09-16 Brehmer; Geoffrey E. Strobed comparator for a large common mode range
US6307415B1 (en) 1996-09-20 2001-10-23 Stmicroelectronics, Inc. Hysteresis circuit
US6271715B1 (en) * 1998-02-27 2001-08-07 Maxim Integrated Products, Inc. Boosting circuit with supply-dependent gain
US5945852A (en) * 1998-03-31 1999-08-31 Motorola, Inc. CMOS comparator output circuit with high gain and hysteresis
US6377084B2 (en) 1999-02-22 2002-04-23 Micron Technology, Inc. Pseudo-differential amplifiers
US6307405B2 (en) * 1999-04-27 2001-10-23 Micron Technology, Inc. Current sense amplifier and current comparator with hysteresis
US6288575B1 (en) * 1999-08-24 2001-09-11 Micron Technology, Inc. Pseudo-differential current sense amplifier with hysteresis
JP3687545B2 (en) * 2001-02-05 2005-08-24 セイコーエプソン株式会社 Comparator circuit
US6614279B2 (en) * 2001-08-29 2003-09-02 Intel Corporation Clock receiver circuit for on-die salphasic clocking
DE10327284B4 (en) * 2003-06-17 2005-11-03 Infineon Technologies Ag Test device for memory
US6970022B1 (en) * 2003-09-18 2005-11-29 Lattice Semiconductor Corporation Controlled hysteresis comparator with rail-to-rail input
US7106104B2 (en) * 2003-10-30 2006-09-12 International Business Machines Corporation Integrated line driver
FR2889875B1 (en) * 2005-08-22 2007-11-30 Atmel Nantes Sa Sa HYSTERESIS COMPARATOR OF INPUT VOLTAGES AND CORRESPONDING ELECTRONIC CIRCUIT.
US7292083B1 (en) * 2006-04-18 2007-11-06 Etron Technology, Inc. Comparator circuit with Schmitt trigger hysteresis character
US7532041B2 (en) * 2006-12-20 2009-05-12 Texas Instruments Incorporated Systems and methods for hysteresis control in a comparator
WO2010100846A1 (en) * 2009-03-05 2010-09-10 パナソニック株式会社 Distance measuring device, distance measuring method, program and integrated circuit
US8203370B2 (en) * 2009-06-30 2012-06-19 Silicon Laboratories Inc. Schmitt trigger with gated transition level control
US8930591B2 (en) 2012-06-30 2015-01-06 Silicon Laboratories Inc. Apparatus for improved signal communication in electronic circuitry and associated methods
US9654086B1 (en) 2016-01-11 2017-05-16 Globalfoundries Inc. Operational amplifier with current-controlled up or down hysteresis
TWI632776B (en) * 2016-08-18 2018-08-11 瑞昱半導體股份有限公司 Phase interpolator
FR3083654B1 (en) * 2018-07-05 2021-04-02 St Microelectronics Rousset POLARIZATION METHOD OF THE OUTPUTS OF A FOLDED CASCODE STAGE OF A COMPARATOR AND CORRESPONDING COMPARATOR
CN119602762A (en) * 2024-11-13 2025-03-11 香港科技大学 Hysteresis comparator circuit and integrated chip based on dual-gate field effect transistor

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4670671A (en) * 1986-02-19 1987-06-02 Advanced Micro Devices, Inc. High speed comparator having controlled hysteresis
US4677315A (en) * 1986-07-28 1987-06-30 Signetics Corporation Switching circuit with hysteresis
US4717838A (en) * 1986-11-14 1988-01-05 National Semiconductor Corporation High input impedance, high gain CMOS strobed comparator
US4808848A (en) * 1988-03-07 1989-02-28 Motorola, Inc. Comparator circuit
GB2219162B (en) * 1988-05-28 1992-06-10 Stc Plc Amplifier circuit
US4874969A (en) * 1988-06-08 1989-10-17 National Semiconductor Corporation High speed CMOS comparator with hysteresis
US4940907A (en) * 1989-01-19 1990-07-10 Ford Motor Company Precision CMOS comparator with hysteresis
DE58906599D1 (en) * 1989-09-11 1994-02-10 Siemens Ag Toggle switch with switching hysteresis.
US5117199A (en) * 1991-03-27 1992-05-26 International Business Machines Corporation Fully differential follower using operational amplifier
US5289054A (en) * 1992-03-24 1994-02-22 Intel Corporation Fast electronic comparator
US5362994A (en) * 1992-10-13 1994-11-08 Winbond Electronics North America Corporation Comparator with controlled hysteresis

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012527832A (en) * 2009-05-18 2012-11-08 クゥアルコム・インコーポレイテッド Comparator with hysteresis

Also Published As

Publication number Publication date
JP3574162B2 (en) 2004-10-06
DE69317350D1 (en) 1998-04-16
EP0594305B1 (en) 1998-03-11
US5446396A (en) 1995-08-29
EP0594305A1 (en) 1994-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06204820A (en) Comparator circuit and method for comparing a pair of signals with each other
US4853654A (en) MOS semiconductor circuit
US6118318A (en) Self biased differential amplifier with hysteresis
JP2559931B2 (en) CMOS receiver input interface circuit
US4598215A (en) Wide common mode range analog CMOS voltage comparator
US4410813A (en) High speed CMOS comparator circuit
EP0847623B1 (en) Output buffer incorporating shared intermediate nodes
JP2724872B2 (en) Input circuit for semiconductor integrated circuit
US6509795B1 (en) CMOS input stage with wide common-mode range
US20030122581A1 (en) Semiconductor integrated circuit
US3956708A (en) MOSFET comparator
US5929679A (en) Voltage monitoring circuit capable of reducing power dissipation
JP3676408B2 (en) Input buffer for CMOS circuit
US6008667A (en) Emitter-coupled logic to CMOS logic converter and method of operation
US6281731B1 (en) Control of hysteresis characteristic within a CMOS differential receiver
US5977800A (en) Differential MOS current-mode logic circuit having high gain and fast speed
US6317374B2 (en) Method for operating a current sense amplifier
US7068074B2 (en) Voltage level translator circuit
US5710516A (en) Input logic signal buffer circuits
US6236255B1 (en) Output impedance adjustment circuit
US6175277B1 (en) Bias network for CMOS power devices
JPH05129922A (en) Semiconductor integrated circuit device
JP3252875B2 (en) Voltage comparator
US5694073A (en) Temperature and supply-voltage sensing circuit
JP2004064132A (en) Operational amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040203

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040506

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20040511

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040601

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040701

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070709

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080709

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080709

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090709

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090709

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100709

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110709

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110709

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120709

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees